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BRIÓFITAS Profa. Dra. Ana Carolina Mezzonato Pires SISTEMÁTICA DE CRIPTÓGAMOS SINAPOMORFIAS - Caracteres homólogos ✓Plastídio com duas membranas, clorofilas a e b, tilacóides em grana (2 a 6). ✓ Amido intraplastidial. ✓ Parede celular de celulose. Plantae – Viridiplantae Algas verdes + Embriófitas Quem são as Embriófitas ? Tem como base o Syllabus der Vorlesungen über Phanerogamenkunde de August Wilhelm Eichler (1883) Embriófitas = Plantas terrestresRensing (2020) Briófitas Traqueófitas Embriófitas = Plantas terrestresRensing (2020) Briófitas Plantas Vasculares sem sementes = Criptógamos Embriófitas Sinapomorfias 1. Embriões multicelulares 2. Esporos com esporopolenina (grãos de pólen com esporopolenina) 3. Alternância de gerações (fase gametofítica e fase esporofítica) 4. Plasmodesmos (conectam as células) 5. Anterídios e arquegônios Adaptações morfológicas das primeiras plantas terrestres a) Suporte mecânico → sustentação: suporte no ar para expor as superfícies captadoras de luz solar; espessamento de paredes celulares b) Sistema de ancoragem → fixação: suporte, prevenir colapso, quedas, torções c) Sistema condutor → transporte: suprir água a todas as partes da planta e obter nutrientes d) Meio de restringir a perda d’água: contra dessecação (cutícula) e) Meio de reprodução e dispersão em terra Briófitas Estão divididas em três filos: Anthocerotophyta (antóceros) Bryophyta (musgos) Marchantiophyta (hepáticas) Três filos com fracas relações filogenéticas entre eles, diferenciadas principalmente pela estrutura do gametófito e esporófito Briófitas GAMETÓFITO n ESPORÓFITO 2n F o n te : D re aw st im e Fonte: Acervo do Laboratório de Palinologia e Briologia (UFJF) Plantas pequeno porte o Esporófito dependente do gametófito; o Dominância dos gametófitos, esporófito efêmero; o Esporófito sempre preso ao gametófito. Briófitas GAMETÓFITOS: TALOSOS FOLHOSOS Apresentam rizóides, caulídios e filídios raízes, caules e folhas≠ Monoclea gottschei Sphagnum fimbriatum Fo to s: F ili p e O so ri o (ausência tecido vascular) (presença tecido vascular) Briófitas o ESPORÓFITOS: o estruturalmente muito mais simples; o apenas um esporângio, o que limita o número de esporos. Pohlia nutans Fo to : M ic h ae l L ü th Puttick et al. (2018) A lg as v er d es an tó ce ro s h ep át ic as m u sg o s tr aq u eó fi ta s Puttick et al. (2018); Leebens-Mack et al. (2019); Harris et al. (2020) Briófitas Volta a ser monofilético! Parafilético HEPÁTICAS ✓ Grupo com cerca de 5.200 espécies em aproximadamente 391 gêneros (mundialmente) ✓ São pequenas e inconspícuas ✓ Formam massas relativamente grandes em habitats favoráveis ✓ Solo ou rochas, troncos de árvores ou ramos úmidos e sombreados. Algumas podem crescer na água. O nome “hepática” data do século IX, quando se acreditava que, devido ao contorno do gametófito em forma de fígado em alguns gêneros FILO MARCHANTIOPHYTA – hepáticas Marchantiophyta talo http://bryophytes.plant.siu.edu/imAneuraPinguis.html seta cápsula pé pé Lucas M. Rocha pé cápsula seta cápsula pé seta talo Filídiosrizoides filídios talo caulídio ESPORÓFITO GAMETÓFITO Estrutura básica: hepáticas GAMETÓFITO o pode ser taloso (simples ou complexo) ou folhoso; o achatamento dorsiventral; o rizóides unicelulares, de parede fina; Acervo Laboratório de Palinologia e Briologia UFJF Rizoides – unicelulares Vanderpoorten & Goffinet, 2009 Associação com fungos endofíticos - glomeromicetos Presença de mucilagem para retenção de água FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Ancoragem (principal função) Corpúsculos de óleo – característica registrada em hepáticas (antóceros em menor quantidade) ✓ Organelas que contem terpenoides em uma matriz proteica, ✓ 90% das hepáticas desenvolvem, ✓ Tamanho, forma, número, coloração e composição química é variável, ✓ Importante para caracterização taxonômica, ✓ Sua função é desconhecida – sugere-se que atuam contra ataques de predadores ou proteção do frio e raios ultravioletas, Vanderpoorten & Goffinet, 2009 Corpúsculos de óleo FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Existem três tipos principais de hepáticas Hepáticas talosas complexasHepáticas folhosas lâminas de tecidos relativamente indiferenciados diferenciação dos tecidos internos Marchantia Frulania FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas São diferenciadas com base na sua estrutura Hepáticas talosas simples ESPORÓFITO o aclorofilado; o seta parenquimatosa, crescendo por alongamento celular; o cápsula se abre por fendas; o presença de elatérios. Acervo Laboratório de Palinologia e Briologia UFJF Acervo Laboratório de Palinologia e Briologia UFJF elatérios esporos Espessamento helicoidal: movimentos higroscópicos → dispersão Elatérios ausentes nas hepáticas talosas. Vanderpoorten & Goffinet, 2009; Ruggiero et al., 2015 Classificação filogenética de acordo com arquitetura do gametófito FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Hepáticas talosas complexas Hepáticas folhosas e talosas simples Hepáticas talosas simples Classes: Os filídios consistem geralmente em uma única camada de células indiferenciadas ✓ hepáticas apresentam duas fileiras de filídios de tamanho igual e uma terceira fileira de filídios menores ao longo da superfície inferior do gametófito - anfigastro Jungermanniopsida FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Androécio Curto ramo lateral com filídios modificados onde se encontram os anterídios bainha tubular que circunda o arquegônio bem desenvolvido Disposição característica dos filídios Extremidade de um ramo Os anterídios estão contidos dentro do androécio Jungermanniopsida O arquegônio em desenvolvimento está contido dentro do perianto FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas (estrutura de reprodução masculina)(estrutura de reprodução feminina) Perianto Marchantiopsida ✓Gametófito taloso ✓ Talo em forma de fita ✓ Ramificação dicotômica ✓ barrancos úmidos e sombreados FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Marchantiopsida Porção inferior (ventral) incolor e mais espessa FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Porção superior (dorsal) fina e rica em clorofila Tecidos diferenciados Poros Gametófito feminino arquegonióforo Marchantiopsida FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas Gametófito masculino anteridióforo https://www.flickr.com Conceptáculos – propagação vegetativa – reprodução assexuada Marchantia Conceptáculos contendo gemas As gemas são lançadas para fora pela chuva e podem então crescer, produzindo novos gametófitos Marchantiopsida FILO MARCHANTIOPHYTA - hepáticas https://turberas.cl/hepaticas/ ANTÓCEROS Filo Anthocerotophyta AnthocerotophytaEstrutura básica: Antóceros http://bryophytes.plant.siu.edu/imPhaeoLaevis.html talorizóide GAMETÓFITO cápsula pé Cápsula pé ESPORÓFITO ESPORÓFITO O nome antóceros → morfologia do esporófito que se assemelha a um “chifre”. GAMETÓFITO o taloso (sempre); o filídios ausentes; o único cloroplasto por célula, pirenóide (produção amido) presente ou não; o rizóides unicelulares; Fotos: Luiz Menini, Raven (2014)único cloroplasto Pirenóide Colônias de cianobactérias (Nostoc – fixadora de N2) em cavidades do tecido do gametófito (que é indiferenciado) ✓ Entram nos tecidos através de poros repletos de mucilagem Megaceros com Nostoc pé cápsula Esporófito ESPORÓFITO o desenvolvimento contínuo, raro determinado (Notothylas); o diferenciado em pé e cápsula; o seta ausente; o apresentam células subepidérmicas com cloroplastos; o estômatos na epiderme. Fotos: Raven (2014) estômato Pseudoelatérios o cápsulas com pseudoelatérios (mais de uma célula); o diferentemente dos elatérios das hepáticas. Vanderpoorten & Goffinet, 2009 Cápsula com deiscência longitudinal Gametófito verde escuro portando seus esporófitos Estômatos abundantes nos esporófitos dosantóceros, que são verdes e fotossintetizantes Esporos em desenvolvimento esporos maduros ainda reunidos em tétrade Evert & Eichhorn, 2013 Filo Anthocerotophyta 5 ordens 5 famílias 14 gêneros Cole et al. (2018) ✓ São encontrados em todos os continentes, exceto na Antártida ✓ São pioneiros ecológicos e ocorrem sobre substratos com pouca competição ✓ Ocorrem principalmente sobre solos minerais, rochas e árvores ✓ São adaptados a distúrbios, podendo apresentar períodos de dormência Abrangem um amplo espectro de condições ambientais, entretanto, são sensíveis a práticas agrícolas, especialmente em áreas com fertilizantes Biogeografia e ecologia - Antóceros MUSGOS Filo Bryophyta BryophytaEstrutura básica: musgos http://bryophytes.plant.siu.edu/imMegacFlagellaris.html seta pé urna opérculo cápsula ESPORÓFITO Rizóides filídios caliptra caulídio GAMETÓFITO Eurhynchium praelongum Caliptra (n) Embrião oosfera Caliptra origem do gametófito Caliptra Caliptra removida GAMETÓFITO: o Folhoso (sempre); o filídios, em geral, não bilobados; o muitos plastídios por célula; o rizóides multicelulares. 1 – 2 = Elíptica 3 = Oblonga 4 = Ovalada 5 = Obovada 6 = Orbicular 7 = Cocleariforme 8 = Ligulada 9 = Linear 10 = Espatulada 11 = Lingulada Diversidade da forma dos filídios COSTA Presença de Hialocistos Cél. mortas Cél. vivas Células mortas – hialinas, hialocistos, espessamento de parede anelar e espiralada Células vivas – estreitas, verdes ou avermelhadas, vários cloroplastos discoides. ESPORÓFITO: o na maioria, emerge cedo da caliptra, amadurece após sua ruptura; o diferenciado em pé, seta e cápsula, ou pé e cápsula; o cápsula sem elatérios ou pseudoelatérios o presença de ânulo, opérculo e peristômio, em muitos Bryopsida; o tecidos mais elaborados, cloroplastos e estômatos. Imagens: Acervo Laboratório de Palinologia e Briologia - UFJF A – Acrocárpico - esporófito no ápice de um caulídio principal B – Cladocárpico – esporófito ao longo do caulídio prostrado C – Pleurocárpico – esporófitos apicais nos caulídios laterais Posição do orgão sexual e disposição dos ramos dividem: Alguns musgos têm dentes! Eurhynchium praelongum Peristômio – série de dentes Movimento dos dentes expõem os esporos que são gradualmente liberados. Aparece quando o opérculo cai Hidroides (hadroma) Leptoides (leptoma) Evert & Eichhorn, 2013 Muitos musgos apresentam células especializados para a condução de água e alimentos CLASSIFICAÇÃO MUSGOS Tradicionalmente classificadas com 6 classes, sendo as principais: Sphagnopsida – fenda longitudinal lateral, mts filídios, clorocisto, leucocisto Andreaeopsida Andreobryopsida Bryopsida – com peristômio (artrodôntico (+ diverso)) Sphagnum Andreaea Dawsonia 4 fendas longitudinais Sphagnopsida (musgos de turfeira) ✓ Distribuído pelo mundo inteiro – turfeiras do hemisfério norte ✓ Uma das plantas mais abundantes do mundo ✓ Importância econômica e ecológica Musgo de-turfeira, Sphagnum Gametófito de Sphagnum É uma das plantas mais abundantes no mundo importância particular no ciclo global do carbono Evert & Eichhorn, 2013 Insumo energético e agrícola Musgos de turfeira Sphagnum cristatum Curativos cirúrgicos utilizados na 1ª guerra mundial como curativo Fraldas Horticultura, embalagem para raiz de plantas → aumentar a retenção de água Andreaeopsida e Andreaeobryopsida (musgos de granito) Andreaea Esporângios abertos (ou cápsulas) Formam densas almofadas castanho-avermelhadas Evert & Eichhorn, 2013 Andreae rupestris Bryopsida – musgos verdadeiros (únicos com dentes peristomiais) Agrupa a maioria das espécies de musgos Os gametófitos de Dawsonia superba, musgo verdadeiro mais altoEvert & Eichhorn, 2013 Physcomitrella patens Gametófito folhoso Apresentam células especializados para a condução de água e alimentos Ampla variedade de tamanho - 0,5 mm ou ter até 50 cm ou mais Polytrichopsida – com peristômio, dentes lisos = nematodôntico ≠ da outra classe: Bryopsida – com peristômio, dentes articulados = artrodôntico (+ diverso) Esporófito Jovem Evert & Eichhorn, 2013 Filo Bryophyta - musgos Zigoto Embrião Esporófito Maduro Esporos Ciclo de vida de um MUSGO Esporos germinando Protonema protonema (estágio juvenil = 1º estágio de desenvolvimento do gametófito) Oosfera Anterozoide Gametângio F e M Anterídio Arquegônio Gametófito Maduro F e M • Antóceros → esporófito verde fotossintetizante, coberto por cutícula e possui estômatos que permanecem abertos constantemente. • Musgos → também possuem esporófitos com estômatos, que abrem e fecham (só musgos) e regulam troca gasosa por curto período. • Presença de estômato no esporófito é considerado evidencia de importante elo evolutivo com as plantas vasculares! • Oleocorpos ausentes. Anthoceros angustata Estômatos com células-guarda em um esporófito Musgos e Antóceros Biogeografia e ecologia - Musgos ✓Grupo com cerca de 12.000 spp e ampla variedade morfológica ✓Os musgos ocorrem em todos os continentes ✓Crescem sobre uma ampla variedade de substratos como rochas, solos, troncos de árvores, carcaças de animais, estrume, etc. ✓São indicadores de condições ambientais ✓Seu sucesso de colonização está relacionado ao alto turnover de espécies especialistas (endêmicos) DÚVIDAS? Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9: Briófitas Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37 Slide 38 Slide 39 Slide 40 Slide 41 Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45 Slide 46 Slide 47 Slide 48 Slide 49 Slide 50: Alguns musgos têm dentes! 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